[發明專利]一種安培型濕度傳感裝置

無效

• 申請號: 200710041408.3
• 申請日: 2007-05-29
• 公開（公告）號: CN101059475A
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發明（設計）人: 王榮;朱國陽
• 申請（專利權）人: 上海師范大學
• 主分類號: G01N27/403
• 分類號: G01N27/403;G01N27/26
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所
• 代理人: 謝文凱;黃志達

技術領域

本發明屬電化學技術領域，特別是涉及一種安培型濕度傳感裝置及其應用方法。

背景技術

濕度傳感裝置按檢測的信號的不同，可分為電容型濕度傳感裝置(CN1220393A)、電阻型濕度傳感裝置(CN1431489A)、重量諧振型濕度傳感裝置和光纖型濕度傳感裝置(CN1036635A)等。其中電學信號的測量由于其工作方式簡單、響應靈敏度高等優點而尤其受到關注。然而常見的電阻型或電容型濕度傳感裝置需要使用交流信號來進行測量，從而使儀器的成本相對較高。電流型傳感裝置具有設備簡單、抗干擾性強、響應信號呈線性等優點。而且，常規的電流型傳感裝置通常以檢測對象的電化學反應響應信號，然而水分子的電化學分解電壓較高且受電極表面性質的影響較大等特點，直接進行電流測定勢必會有很多電活性物質對測定產生干擾。文獻檢索尚未發現有通過加入可逆氧化還原電對(如：四氰基對醌二甲烷、N，N，N’，N’-四甲基對苯二胺、或苯醌等有機電活性物質、或者其衍生物；二茂鐵、鐵氰化鉀、四氨合釕、金屬卟啉、金屬酞菁等電活性金屬配合物、或者其衍生物)作為電化學探針，利用水分子對離子液體性質的影響，進而影響濕敏元件的充電電流和電化學探針的反應電流從而實現對濕度的檢測的報道。

發明內容

所要解決的技術問題

本發明所要解決的技術問題是提供安培型濕度傳感裝置及其應用方法，以克服現有需要使用交流信號來進行測量從而使儀器的成本相對較高、設備復雜、抗干擾性差、響應信號非線性范圍等的缺陷。

技術方案

本發明的技術方案之一是提供一種安培型濕度傳感裝置，其組成為含有室溫離子液體和電化學探針的濕敏元件、信號放大電路、檢測回路、參比回路、氣體系統和顯示控制系統，通過濕敏元件的充電電流和電化學探針的反應電流從而實現對濕度的檢測。

上述的安培型濕度傳感裝置的優選方案之一為，所述的室溫離子液體選自烷基咪唑類、烷基吡啶類、季銨鹽類、季磷鹽類或苯并咪唑類離子液體中的一種或一種以上。優選所述的室溫離子液體選自[1-乙基-3甲基咪唑][四氟硼酸]、[1-丁基-3甲基咪唑][六氟磷酸]、[1-奎基-3-甲基][四氟硼酸]、[N-丁基吡啶][六氟磷酸]、[N-丁基吡啶][四氟硼酸]、[N-庚基吡啶][六氟磷酸]、[二甲基乙醇基3-磺酸丙基銨][對甲基苯磺酸]、[三乙醇基3-磺酸丙基銨][對甲苯磺酸]、[二乙醇基磺酸丁基銨][硫酸氫]、[四丁基磷][二-(三氟甲基)磺酰亞胺]、[三丁基甲基磷][甲磺酸]、[三丁基十四烷基磷][二-(三氟甲基)磺酰亞胺]、[1-乙基-3-丁基苯并咪唑][四氟硼酸]、[1-乙基-3-丁基苯并咪唑][[六氟磷酸]、[1-乙基-3-丁基苯并咪唑][對甲基苯磺酸]中的一種或一種以上。

上述的安培型濕度傳感裝置的優選方案之二為，所述的電化學探針為溶解于室溫離子液體的氧化還原電對。優選所述的氧化還原電對選自四氰基對醌二甲烷、N，N，N’，N’-四甲基對苯二胺、二茂鐵、苯醌、二茂鐵、鐵氰化鉀、四氨合釕、金屬卟啉、金屬酞菁，或者其衍生物。

本發明的技術方案之二是提供一種空氣濕度的檢測方法，包括利用組成為含有室溫離子液體和電化學探針的濕敏元件、信號放大電路、檢測回路和參比回路的濕度傳感裝置，通過對濕敏元件的充電電流和電化學探針的反應電流的測定從而實現對濕度的檢測。

上述的空氣濕度的檢測方法的優選方案之一為，所述的室溫離子液體選自烷基咪唑類、烷基吡啶類、季銨鹽類、季磷鹽類、或苯并咪唑類離子液體中的一種或一種以上。優選所述的室溫離子液體選自[1-乙基-3甲基咪唑][四氟硼酸]、[1-丁基-3甲基咪唑][六氟磷酸]、[1-奎基-3-甲基][四氟硼酸]、[N-丁基吡啶][六氟磷酸]、[N-丁基吡啶][四氟硼酸]、[N-庚基吡啶][六氟磷酸]、[磺酸丙基乙醇基二甲基銨][對甲基苯磺酸]、[磺酸丙基三乙醇基銨][對甲苯磺酸]、[二乙醇基磺酸丁基銨][硫酸氫]、[四丁基磷][二-(三氟甲基)磺酰亞胺]、[三丁基甲基磷][二-(三氟甲基)磺酰亞胺]、[三丁基十四烷基磷][二-(三氟甲基)磺酰亞胺]、[1-乙基-3-丁基苯并咪唑][四氟硼酸]、[1-乙基-3-丁基苯并咪唑][[六氟磷酸]、[1-乙基-3-丁基苯并咪唑][對甲基苯磺酸]中的一種或一種以上。

上述技術方案在實施中，選用的氧化還原探針可以不限于四氰基對醌二甲烷、N，N，N’，N’-四甲基對苯二胺、苯醌及等有機電活性物質其衍生物；二茂鐵、鐵氰化鉀、四氨合釕、金屬卟啉、金屬酞菁等電活性金屬配合物及其衍生物。通常要求該電化學探針是電化學可逆性好、在離子液體中溶解性較高，及氧化還原態都穩定的氧化還原電對。